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迟到百年 无线充电尚有多远?

导读: 或许“无线充电”对于天天纠结在各种线之间的我们还过于陌生,又或许那些已经率先用上无线充电设备的新潮人士正为那块小小的充电板感到惊讶...

  电线粗或细,长或短,都不重要,没有电线,对我们来说最重要。

  在我们的办公桌上,手机出现,让我们告别爱打结的座机电话线;蓝牙的出现,让我们告别爱接触不良的耳机线;WiFi的出现,让我们告别了笨重的网线和数据线……科学家做的这一切,都是为了让人们在使用电子产品时束缚更少,更加自由。然而在这个电池不大争气的年代,看似合理又令人困扰的电源线始终让我们又爱又恨。

  迟到百年的无线输电

  或许“无线充电”对于天天纠结在各种线之间的我们还过于陌生,又或许那些已经率先用上无线充电设备的新潮人士正为那块小小的充电板感到惊讶,但事实上,这不是什么新技术,至少,从“无线”和“电”这两个概念来说,它们之间的关系早在电出现初期已被揭示。早在19世纪末20世纪初,丹麦物理学家汉斯·奥斯特就有了一个影响力巨大的发现:当电流经过线圈时,周围会产生磁场(即“电生磁”)。十年后,仅读过两年小学的英国物理学家迈克尔·法拉第进一步发现了电磁感应现象——用没有通电的其他线圈接近上述磁场,线圈中便会产生电流(即“磁生电”)。

  通过上述两项诺贝尔奖级别的发现,我们很容易便可得出消灭电线的方法了。但是为什么无所不能的电力工程师过了这么久都没能把电线消灭掉?他们这一百年来都去扛电线杆去了吗?不是的,通过磁电感应传输能量也有自身缺陷:传输效率太低又存在危险。电磁辐射只适合传送信息,并不适合传送能量。因为辐射无定向性可言,能量将会浪费在无用的空间中,而且还可能对空间造成很大的电磁污染。

  其实早在19世纪末,传奇科学家特斯拉便构想过利用他发明的“特斯拉线圈”构造一个无线电力传输网。他希望通过“特拉斯线圈”进行电磁转换、发射和接收,最终在一个区域内,空中会出现如同闪电般的电流传输,蔚为壮观。特斯拉对“特斯拉线圈”寄予厚望,他甚至说服了当时的大富翁J.P.摩根,获得了15万美元的资助,在纽约建成一座高约57米、顶部有一个直径约为27米的半球形圆顶铁塔。特斯拉相信,这座铁塔可以成为他梦想中的“世界无线电网”或“电波城”的第一步。但是,建设费用不断上涨,超过了原先预算,而摩根和其他资助人对于继续帮助这个项目却犹豫不决,使得特斯拉的梦想夭折。1917年,这座代表着特斯拉梦想的铁塔变得锈迹斑斑,最终被拆除。

  所以后来的科学家们觉得与其研究电磁感应这种虚无缥缈的东西,还不如拉两条电线来得省事,又或者去研究更耐用体积更小的电池更容易出成绩。最终,这方面的研究延迟了近一个世纪。

  直到2007年,无线电力传输研究才出现“看得见”的进展。当年,美国麻省理工学院的科学家通过电磁感应,成功地“隔空”点亮了离电源两米多的一个60瓦灯泡。研究团队用两个直径60厘米的铜线圈做实验,一个线圈接在电源上,作为送电方,另一个作为受电方置于两米外,连接一个灯泡。科学家利用了“共振”原理,当送电方的电源接通后,两个线圈都以10兆赫兹的频率振动,从而产生强大的振动的电磁场,送电方发出的电振即可传到受电方。两个线圈虽未相连,仍可完成隔空供电,使灯泡发光。即使在电源与灯泡中间摆上木头、金属或其他电器,灯泡仍会发亮。

  混乱的技术标准

  上述装置被命名为“WiTricity”,后来,“WiTricity”成了一家公司的名字,再后来,这家公司因拥有“磁共振无线充电”技术被几个土豪小伙伴(例如高通、三星、博通)拉拢进一个名为“无线电力联盟”(A4WP)的组织。WiTricity的“磁共振无线充电”技术也理所当然地成为该联盟的核心技术。

  但在A4WP出现之前,这个世界便存在着一个致力于无线充电的强大组织,它便是“无线充电联盟”(WPC)——全球首个推动无线充电技术的标准化组织(成立于2008年)。由于先行一步的优势,该联盟在无线充电领域一直处于领跑地位,其成员包括来自15个国家的137个合作伙伴,覆盖无线充电解决方案各生产环节,其中不乏飞利浦、HTC、诺基亚、三星、索尼爱立信、百思买、德州仪器等知名企业。几个始建成员可能被中国武侠电影荼毒颇深,为自己的无线充电技术标准起了一个生动形象的名字:“Qi”——源于气功里的“气(qi)”。WPC采用的Qi无线充电标准则是基于最基本的电磁感应原理——一百多年前奥斯特和法拉第的那一套。

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